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夜间补照绿光对设施番茄光合特性及品质产量的影响_胡莉.pdf

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资源描述

1、 收稿日期:2022-07-24 基金项目:宁夏回族自治区中央引导地方科技发展专项(2021FRD05018)资助。作者简介:胡 莉,硕士研究生。E-mail:*通信作者:李建设,教授,博士生导师。E-mail: 安徽农业大学学报,2023,50(3):429-436 Journal of Anhui Agricultural University DOI 10.13610/ki.1672-352x.20230625.012 网络出版时间:2023-06-26 15:37:34 URL https:/ 夜间补照绿光对设施番茄光合特性及品质产量的影响 胡 莉,李建设*,高艳明,曹 豪(宁夏大学农

2、学院,银川 750021)摘 要:为了探究不同绿光补光模式对番茄光合特性、品质和产量的影响,并为建立设施生产中的夜间绿光补光措施提供有利理论参考,以京采 8 号鲜食中果型番茄品种为试材,设置两种试验因素:E1 为补光时期(T:全生育期补光;A:成株期补光;S:苗期补光);E2 为补光强度(L1:81 molm-2 s-1;L2:54 molm-2 s-1;L3:27 molm-2 s-1),共 10 个处理,包括 CK(不设置补光)、TL1、TL2、TL3、AL1、AL2、AL3、SL1、SL2 和 SL3。结果表明:较 CK,TL1、TL2 和 AL1 处理株高、茎粗和叶面积、茎、叶干重显著

3、增加;TL1、AL1 处理净光合速率、蒸腾速率和气孔导度显著增加;SL3 处理胞间 CO2浓度显著高于其他处理;TL1AL3 处理叶绿素 b、类胡萝素、叶绿素a+b、叶绿素a/b 含量、植物景天庚酮糖-1,7-二磷酸酶和植物转酮醇酶含量显著增加;TL1、TL2、AL1 和AL2 处理叶氮含量显著增加。果实品质方面,相较于CK,TL1AL3 处理 Vc、可溶性糖和可溶性固形物显著上升,硝酸盐含量显著降低;TL3 和 AL2处理显著提高番茄产量,增幅达24.3%和 23.9%。对所有测定指标进行 VIKORAISM 综合评价,发现 AL1 处理表现最好,其次为 TL1 处理。因此,建议用 81 m

4、olm-2 s-1夜间绿光在成株期对番茄进行补光,促进光合作用,改善果实品质。关键词:设施番茄;绿光;夜间补光;光合特性;品质产量 中图分类号:S641.2 文献标识码:A 文章编号:1672-352X(2023)03-0429-08 Effects of supplemental green light at night on photosynthetic characteristics,quality and yield of greenhouse tomato HU Li,LI Jianshe,GAO Yanming,CAO Hao(College of Agriculture,Ning

5、xia University,Yinchuan 750021)Abstract:In order to explore the effects of different green light supplemental lighting modes on the photosyn-thetic characteristics,quality and yield of tomato,and provide a favorable theoretical reference for the establishment of night green light supplemental lighti

6、ng measures in facility production,this experiment used Jingcai No.8 fresh medium-fruit tomato variety as the test material,and set up two test factors:E1,supplemental lighting period(T:whole growth period lighting;A:light supplement at the adult stage;S:light supplement at the seedling stage);E2,li

7、ght intensity(L1:81 molm-2 s-1;L2:54 molm-2 s-1;L3:27 molm-2 s-1),including 10 treatments:CK(without supplementary light),TL1,TL2,TL3,AL1,AL2,AL3,SL1,SL2 and SL3.The results showed that the plant height,stem diameter,leaf area,stem and leaf dry weight of TL1,TL2 and AL1 increased significantly as co

8、mpared with CK.The net photosynthetic rate,transpiration rate and stomatal conductance of TL1 and AL1 treat-ments increased significantly,and the intercellular CO2 concentration in SL3 treatment was significantly higher than that in other treatments.The contents of chlorophyll b,carotenoids,chloroph

9、yll a+b,chlorophyll a/b,sedoheptu-lose-1,7-bisphosphatase and transketolase were significantly increased in TL1-AL3 treatments;the leaf nitrogen content in TL1,TL2,AL1 and AL2 treatments increased significantly.In terms of fruit quality,compared with CK,Vc,soluble sugar and soluble solids in TL1-AL3

10、 treatments increased significantly,while the nitrate content de-creased significantly.TL3 and AL2 treatments significantly increased the tomato yield by 24.3%and 23.9%,respec-tively.VIKOR-AISM comprehensive evaluation of all measured indicators showed that AL1 treatment performed best,followed by T

11、L1 treatment.Therefore,it was recommended that 81 molm-2 s-1 night time green light was used to supplement tomato at the adult stage to promote the photosynthesis and improve the fruit quality.430 安 徽 农 业 大 学 学 报 2023 年 Key words:greenhouse tomato;green light;night lighting;photosynthetic characteri

12、stics;quality and yield 对于农业设施生产来说,调控光照环境因素已成为农业生产提高蔬菜产量和质量的第一途径,如何通过合理调控设施内光环境来满足人们的需求已显得尤为重要。但不同光质在植物生长过程中的作用存在差异,且作用机理复杂,阐明不同光质的作用是精准补光与调控的先决条件。目前已有研究证明绿光补光能引发植物生长具体而必需的响应,参与植物光合作用并影响其光合作用能力,对于园艺作物生长及品质形成具有潜在有益作用。有研究表明绿光补光能够提高黄瓜的茎粗、株高1,扩大叶面积2,降低比叶重3,缓解干旱诱导的植物生长下降4,显著改善番茄幼苗根分配率5,促进番茄幼苗根系再生6。绿光能够提高

13、叶片光合特性7,较红光和蓝光,绿光更能透入植物冠层,底叶可利用透射绿光进行光合作用,降低老化及遮荫对底叶光合作用的影响8,增加叶片中叶绿素 a、b 含量5,提高下部叶片光合作用效率9,继而增加全株生物量10。绿光对提高果实品质有潜在作用。一些学者认为,添加绿光能促进生菜营养品质的提高,改善生菜的口感11,有利于提高蕹菜根中可溶性蛋白和茎中 Vc 的含量12,并能提高草莓中可溶性固形物的含量及可溶性糖的含量,促进马铃薯微型薯中有机物质的积累13,增加莴苣抗坏血酸含量14。红蓝光中高比例的绿光还能够提高水培菠菜的产量15。植物对绿光的生理反应及其效应目前多集中于植株幼苗期,但对成株期在夜间只用单一

14、绿光进行补光栽培对番茄的影响尚鲜见研究。为明确夜间单一绿光对番茄生长和品质的影响,并研究绿光是否可以独立作用于番茄,基于前人的研究成果,本研究以具有不同补光模式的绿光作为夜间补光光源,探究不同补光模式对设施番茄光合特性及品质产量的影响效果,为建立设施生产中的夜间绿光补光措施提供理论参考。1 材料与方法 1.1 试验材料 该试验在宁夏贺兰产业园一号日光温室开展,试验时间为 2021 年 711 月。选用京采 8 号鲜食中果型番茄幼苗为试材,番茄幼苗由宁夏天缘种业有限公司进行育苗。本试验采用基质栽培箱栽培方式,栽培箱长、宽、高分别为 100、50 和 30 cm。光源采用 T100-35W-绿光

15、LED 灯泡,由杭州小太阳农业科技有限公司生产研发。1.2 试验设计 本试验共设置 2 个试验因素。E1:补光时期,共 3 个水平,包括 T(全生育期补光:即苗期两叶一心开始补光至定植,定植后继续补光至拉秧结束);A(成株期补光:苗期不补光,定植后开始补光至拉秧结束);S(苗期补光:幼苗两叶一心开始补光至定植前,定植后不补光)。E2:补光强度共 3有个水平,包括 L1(81 molm-2 s-1);L2(54 molm-2 s-1);L3(27 molm-2 s-1)。每次补光时长6 h(0:00 6:00),补光间隔为 72 h(3 天 1 次),以不补光 CK 为对照,通过调节灯与植物冠层

16、的距离设置光强,具体见表 1。每个处理种植 6 个栽培箱,每个栽培箱种植 4 株,安装两根滴灌带,采用日本园试配方 1/2 剂量营养液进行灌溉。各处理栽培管理均一致。表 1 不同处理补光方案 Table 1 Different light supplement schemes 处理 补光时期 补光强度/(molm-2 s-1)补光灯高 度/cm CK TL1 全生育期补光 81 37 TL2 全生育期补光 54 46 TL3 全生育期补光 27 70 AL1 成株期补光 81 37 AL2 成株期补光 54 46 AL3 成株期补光 27 70 SL1 苗期补光 81 37 SL2 苗期补光

17、54 46 SL3 苗期补光 27 70 1.3 测定指标及方法 1.3.1 番茄生长指标的测定 盛果期每个处理随机选取灯下补光植株 4 株,用卷尺测量从植物基部到生长点顶部的植物高度,用卡尺测量子叶节下 1 cm的茎粗。叶面积按吴远藩所述积方程式计算16。将植物分别在 80 下烘 72 h,并称量每个部分的重量,即干重。1.3.2 叶片光合指标的测定 盛果期在天气晴朗的上午 10:00 时,利用 LI-6800 便携式光合测定系统(LICOR,美国)测定番茄叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间 CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)。光合色素用打孔浸泡法测量。按照其酶联免疫分析试剂盒

18、使用说明书进行测定植物 Rubisco 活化酶(RCA)、植物果糖 1,6 二磷酸酶(FBPase)、植物景天庚酮糖-1,7-二磷酸酶(SBPase)、植物转酮醇酶(TK)等的含量,叶氮含量用凯氏定氮仪进行测定。50 卷 3 期 胡 莉等:夜间补照绿光对设施番茄光合特性及品质产量的影响 431 1.3.3 番茄品质指标的测定 在盛果期每个处理随机摘取第二穗果 4 个,Vc 含量、可溶性总糖量、硝酸盐含量、有机酸含量和可溶性固形物含量分别用钼蓝比色法、蒽酮比色法、水杨酸比色法、NaOH 滴定法和数显糖度计测定17,糖酸比=可溶性糖/有机酸。1.3.4 番茄产量的测定 以小区为单位,测定第 1至第

19、 5 穗果番茄产量,统计果实个数,测单果重,将小区产量折合成 667 m2产量。1.4 数据处理与统计分析 利用 SPSS 20.0 进行差异显著性分析(LSD 法,P 0.05),Origin 2018 进行数据处理及图表绘制。2 结果与分析 2.1 夜间补照绿光对番茄生长发育及干物质积累的影响 如图 1 所示:相较于 CK,TL1TL3、AL1AL3 处理株高显著增加,SL1SL3 处理株高和茎粗显著降低,TL1、TL2 和 AL1 处理茎粗和叶面积显著增加,SL1 和 SL3 处理叶面积显著下降。除 TL1处理根干重显著高于 CK 外,其他处理较 CK 无显著差异。TL1、TL2、AL1

20、 处理叶干重较 CK 显著增加,SL1、SL3 处理叶干重显著下降。TL1、TL2 及AL1AL3 处理较 CK 茎干重显著增加,其他处理较 CK 无显著差异。综上所述,全生育期和成株期进行夜间绿光补光可显著提高番茄的株高,对茎粗、叶面积和茎干重增加也有一定的促进效果,苗期补光则相反。2.2 夜间补照绿光对番茄叶片光合能力的影响 如表 2 所示:Tr方面,除 TL1、AL1 处理显著高于CK 外,其他处理间无显著差异。较CK,TL1TL3和 AL1 处理 Pn显著提高了 16.34%45%,其他处理较 CK 无显著差异。SL3 处理 Ci显著高于其他处理,较 CK 显著增加了 22%。Gs方面

21、,TL1、TL2及 AL1AL3 处理较 CK 显著增加,其中 TL1 增幅最大,为 73%;SL2 处理较 CK 显著下降 7.6%,其他处理较 CK 无显著差异。综上所述,全生育期及成株期进行夜间绿光补光能够提高番茄叶片的 Pn及 Gs,但对 Tr及 Ci浓度影响较小,苗期夜间绿光补光较 CK 光合能力较差。不同字母为 0.05 水平上的显著性差异,下同。图 1 夜间补照绿光对番茄生长发育及干物质积累的影响 Figure 1 Effects of supplemental green light at night on the growth and dry matter accumulat

22、ion of tomato 2.3 夜间补照绿光对番茄叶片光合色素及含氮量的影响 如图 2 所示:与 CK 叶绿素 a 含量相比,TL1处理显著增加,SL1 处理显著下降;除 SL1SL3处理外,与 CK 相比,其他处理明显增加了叶绿素 b 的含量;类胡萝卜素方面,除 AL3 和 SL1 处432 安 徽 农 业 大 学 学 报 2023 年 理与 CK 无显著差异外,其他处理显著增加;SL1、SL3 处理较 CK 叶绿素总量无显著差异,其他处理显著增加,其中,TL1 处理增幅最大;TL1TL3 及 AL1AL3 处理较 CK 叶绿素 a/b 显著增加。叶氮含量方面,TL1、TL2、AL1 和

23、 AL2 处理较 CK 显著增加,SL3 处理显著下降。综上所述,全生育期和成株期进行夜间绿光补光可显著提高番茄叶片的叶绿素 b、类胡萝卜素、总叶绿素和叶绿素 a/b 含量,对叶氮含量的增加也有一定的促进效果,但苗期补光较 CK 差异不明显。表 2 夜间补照绿光对番茄叶片光合能力的影响 Table 2 Effects of supplemental green light at night on photosynthetic capacity of tomato leaves 处理 蒸腾速率/(mmol m-s-1)净光合速率/(mol m-s-1)胞间 CO2浓度/(mol mol-1)气孔

24、导度/(mol m-s-1)CK 4.93 0.37b 5.26 0.16de 424.36 36.34bc 0.52 0.02ef TL1 7.74 0.62a 7.63 0.16a 341.68 11.23cd 0.71 0.01b TL2 6.33 0.81ab 6.34 0.03b 390.47 18.14bc 0.68 0.00bc TL3 6.43 0.70ab 6.12 0.04bc 347.76 23.40cd 0.54 0.02de AL1 7.63 0.33a 6.59 0.24b 271.21 22.43d 0.90 0.01a AL2 6.56 0.60ab 5.71

25、0.11cd 365.60 5.63c 0.66 0.01c AL3 6.00 0.64ab 5.54 0.16de 365.77 4.30c 0.57 0.02d SL1 6.21 1.34ab 5.42 0.20de 381.9 3.07bc 0.53 0.02ef SL2 4.22 0.69b 5.49 0.21de 455.05 57.22ab 0.48 0.00g SL3 4.58 0.31b 5.07 0.03e 517.75 29.93a 0.49 0.00fg 图 2 夜间补照绿光对番茄叶片光合色素及含氮量的影响 Figure 2 Effects of supplemental

26、 green light at night on photosynthetic pigments and nitrogen content in tomato leaves 2.4 夜间补照绿光对番茄叶片光合酶含量的影响 如图 3 所示:TL1、TL2 及 AL1AL3 处理较CK,RCA 和 FBPase 含量显著增加,其他处理间RCA 含量无显著差异,SL1 和 SL3 处理 FBPase 含量显著下降;相较于 CK,所有补光处理的 SBPase含量显著增加;TL1TL3和AL1AL3处理较CK,TK 含量显著增加,SL1 和 SL3 处理显著下降。综上所述,全生育期和成株期进行夜间绿光补

27、光可显著提高番茄叶片的 SBPase 和 TK 含量,同时可以增加 RCA 和 FBPase 含量,苗期补光能够显著增加SBPase 含量,但对 RCA、FBPase 和 TK 含量促进效果不显著。50 卷 3 期 胡 莉等:夜间补照绿光对设施番茄光合特性及品质产量的影响 433 图 3 夜间补照绿光对番茄叶片 RCA、FBPase、SBPase 和 TK 含量的影响 Figure 3 Effects of supplementing green light at night on RCA,FBPase,SBPase and TK contents in tomato leaves 表 3 夜

28、间补照绿光对番茄果实品质的影响 Table 3 Effect of supplemental green light at night on fruit quality of tomato 处理 Vc/(mg kg-1)可溶性糖/%硝酸盐/(mg kg-1)可溶性固形物/%糖酸比 CK 251.84 2.33e 18.12 0.11f 106.84 4.11b 6.77 0.03c 42.48 0.70f TL1 285.55 2.67c 25.06 0.11a 92.28 4.01cd 7.20 0.12a 60.76 2.12a TL2 318.09 7.17b 24.53 0.11b 8

29、3.49 0.71d 7.10 0.00ab 51.10 0.23bc TL3 330.54 7.78ab 23.09 0.10c 104.11 4.16b 7.30 0.00a 48.44 0.19cd AL1 270.7 4.16cd 23.21 0.10c 100.06 4.00bc 7.23 0.03a 52.64 2.65b AL2 280.41 4.67c 18.88 0.11d 82.91 0.81d 7.10 0.10ab 40.76 0.14f AL3 341.08 1.37a 18.43 0.1e 92.25 0.00c 7.13 0.07ab 43.88 0.25ef S

30、L1 280.40 8.47c 18.48 0.10e 106.8 0.77b 5.87 0.09e 46.59 0.63de SL2 258.78 5.00de 15.31 0.10g 83.68 0.80d 6.93 0.07bc 33.28 0.21g SL3 278.55 7.26c 18.06 0.11f 116.68 0.00a 6.43 0.09d 46.35 0.98de 表 4 夜间补照绿光对番茄产量的影响 Table 4 Effects of supplemental green light at night on tomato yield 处理 单果重/g 亩产量/kg

31、CK 115.02 10.02ab 2 736.06 78.25bc TL1 107.42 2.75ab 2 962.40 106.45ab TL2 105.55 4.22ab 2 952.39 21.52ab TL3 113.8 5.52ab 3 401.73 149.86a AL1 118.58 4.38a 3 143.47 163.48ab AL2 99.18 4.73ab 3 389.34 364.78a AL3 95.98 2.36b 2 904.27 119.25bc SL1 117.97 5.01a 2 686.51 22.42bc SL2 114.25 4.07ab 2 769

32、.89 66.81bc SL3 111.66 9.87ab 2 443.97 54.45c 2.5 夜间补照绿光对番茄果实品质的影响 如表 3 所示:除 SL2 处理外,其他处理 Vc 含量较 CK 显著增加;TL1TL3、AL1AL3 和 SL1处理的可溶性糖明显高于 CK(分别为 38.3%、35.4%、27.4%、28.1%、4.2%和 1.7%),而 SL2 处理可溶性糖含量最低,较 CK 显著降低了 15.5%;TL3、AL1、SL1 处理硝酸盐含量与 CK 差异不显著,SL3 处理硝酸盐含量最高,较 CK 显著增加了 9.2%,其他处理较 CK 显著下降 13.6%22.4%。可溶

33、性固形物方面,相较于 CK,TL1TL3 和 AL1AL3处理显著增加,SL1 和 SL3 处理显著降低。AL2 和AL3 处理糖酸比较 CK 无显著差异,除 SL2 处理显著低于 CK 外,其他处理较 CK 显著增加。2.6 夜间补照绿光对番茄产量的影响 如表 4 所示:单果重方面,除 AL1、SL1 处理显著高于 AL3 处理外,其他处理间无显著差异。TL3和 AL2 处理较 CK 产量显著增加 24.3%和 23.9%,其他处理较 CK 产量无显著差异。434 安 徽 农 业 大 学 学 报 2023 年 表 5 净光合速率与相关生理生态指标的相关性分析 Table 5 Correlat

34、ion analysis between net photosynthetic rate and related physiological and ecological indexes 指标 相关系数 相关系数的标准误 株高 0.484 0.157 茎粗 0.791*0.006 叶面积 0.796*0.006 根干重 0.833*0.003 叶干重 0.641*0.046 茎干重 0.650*0.042 叶绿素 a 0.841*0.002 叶绿素 b 0.694*0.026 类胡萝卜素 0.740*0.014 叶绿素 a+b 0.811*0.004 叶绿素 a/b 0.103 0.778 叶

35、氮含量 0.721*0.019 RCA 0.655*0.040 FPBase 0.782*0.008 SBPase 0.763*0.010 TK 0.593 0.071 注:*和*分别为 0.05 及 0.01 水平上的显著性差异。2.7 净光合速率与相关生理生态指标的相关性分析 如表 5 所示:除株高外,净光合速率与茎粗、叶面积、根干重、叶绿素 a、叶绿素 a+b 含量、FPBase含量均呈极显著的正相关关系(P 0.01),与叶、茎干重、叶绿素 b、类胡萝卜素、叶氮含量、RCA、SBPase 含量呈显著的正相关关系(P 0.05)。上述结果表明植株的壮苗成长、叶面积的扩大等对植物的光合作用

36、具有促进作用。绿光补光能够促使番茄叶片光合色素及含氮量、叶片中碳同化酶含量的增加进而对光合作用产生影响。净光合速率的增强能够协调促进番茄幼苗各器官干物质的增加。2.8 综合评价 如表 6 和表 7 所示:基于 VIKORAISM 模型,综合生长及干物质积累、光合、品质产量、光合酶含量综合评价,发现 AL1 处理表现最好,其次为TL1 处理。表 6 各处理综合评价值 Table 6 Comprehensive evaluation values of each treatment 处理 K=0.000 K=0.207 K=0.308 K=0.513 K=0.616 K=0.831 K=1.000

37、 CK 0.082 0.069 0.063 0.051 0.045 0.032 0.022 TL1 0.983 0.924 0.895 0.836 0.806 0.745 0.696 TL2 0.847 0.762 0.721 0.636 0.594 0.506 0.436 TL3 0.667 0.609 0.582 0.525 0.497 0.437 0.390 AL1 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 AL2 0.531 0.479 0.454 0.403 0.377 0.323 0.281 AL3 0.743 0.479 0.484 0.

38、492 0.497 0.506 0.513 SL1 0.095 0.097 0.099 0.101 0.102 0.105 0.107 SL2 0.044 0.035 0.031 0.022 0.017 0.007 0.000 SL3 0.000 0.021 0.031 0.051 0.061 0.083 0.100 表 7 各处理综合评价排名 Table 7 Comprehensive evaluation rankings for each processing 序号 聚类特征-对应 K 值区段 Q 值排序 1 0.000KTL1TL2AL3TL3AL2SL1CKSL2SL3 2 0.20

39、7KTL1TL2TL3AL2=AL3SL1CKSL2SL3 3 0.308KTL1TL2TL3AL3AL2SL1CKSL2=SL3 4 0.513KTL1TL2TL3AL3AL2SL1CK=SL3SL2 5 0.616KTL1TL2TL3=AL3AL2SL1SL3CKSL2 6 0.831KTL1TL2=AL3TL3AL2SL1SL3CKSL2 3 讨论 3.1 夜间补照绿光对番茄生长及干物质积累的影响 补充 LED 光是设施生产中促进日光温室中蔬菜生长和发育的重要举措。LED 补光显著提高了番茄上、中、下 3 个部位叶片的单位叶面积的鲜重18。不同的光质对番茄的生长和发育有不同的影响。红蓝配

40、比有利于番茄形态生长19,对番茄总干物质的积累有显著的促进作用20;促进了番茄幼苗下胚轴的伸长以及叶面积的扩展21。红光拮抗了生长抑制,蓝光抑制株高22,紫光显著增加番茄幼苗根冠比23。本研究发现,全生育期和成株期夜间绿光补光能够提高番茄株高、茎粗及叶面积,并促进植株干物质的积累,表明长时间的夜间绿光能够促进番茄植株的生长。这是由于夜间绿光补光改善了番茄光合作用的能力,促使更多有机物的合成,以增加生物量的积累。这与蒲高斌等人绿光显著提高株高但增大叶面积24的试验结论不相一致,这可能是因为补光时长及50 卷 3 期 胡 莉等:夜间补照绿光对设施番茄光合特性及品质产量的影响 435 时期不同,后者

41、仅在苗期进行补光。该结果与朱鹿坤绿光下叶面积增大的结论相一致5。试验中苗期补光处理未能对番茄的生长发育及干物质积累造成明显的影响,可能是因为补光时间过短,苗期叶片较小,对光能的捕捉和利用能力较低,所以试验结果与对照相比差异较小。3.2 夜间补照绿光对番茄光合特性的影响 光合作用对植物的生存至关重要,对光合作用影响最大的是光的光谱组成和持续时间。具有高光合速率和长光合作用可以使幼苗积累更多的干物质,并为营养器官的生长和生殖器官的分化和发育储存足够的物质,以实现早熟和高产25。研究表明,LED光可以延长光合作用时间,但对胞间CO2浓度、气孔导度和蒸腾速率没有明显影响26,然而,番茄叶片的相对叶绿素

42、含量明显较高27,红光叶绿素含量最高,蓝光叶绿素含量最低28。本试验发现,夜间绿光补光能够提高番茄叶片的净光合速率和气孔导度、叶绿素 b、类胡萝素、叶绿素总量、叶绿素 a/b 含量,对叶氮含量的增加也有一定的促进效果,这与蒲高斌绿光有利于类胡萝卜素含量结论相一致29,与闫萌萌等的绿光不利于光合色素积累的结论不一致30,原因可能是试验材料及补光时期不一致,后两者分别是番茄和花生幼苗期补光。FBPase 在植物光合作用过程中发挥重要作用。TK 活性是植物最大光合速率的限制因子,RCA 净光合速率有重要调节作用,SBPase 是植物光合作用途径的主要限速酶之一31-32。本试验提高番茄叶片的 SBP

43、ase、TK、RCA 和 FBPase 含量,且与净光合速率呈正相关趋势,表明夜间绿光增加了光合相关酶的含量,进而提高了其光合作用能力。3.3 夜间补照绿光对番茄品质及产量的影响 LED 补光处理能显著提高樱桃番茄果实的可溶性糖、Vc 及游离氨基酸含量,增加挂果数、总产量和单果重33。红蓝光对番茄产量的形成有显著的促进作用20,红光处理显著提高番茄果实可溶性糖含量和糖酸比28,黄光对果实营养成分影响较小29。本研究中,全生育期及成株期夜间绿光补光增加了番茄果实的 Vc、可溶性糖和可溶性固形物含量,这与蒲高斌等所表明的绿光处理会造成番茄果实品质下降的试验结论不一致34,这可能是由于补光时长不一样

44、,后者补光时长为 12 h d-1。本试验中夜间绿光补光改善了番茄果实品质,原因可能是夜间绿光补光延长了番茄光合作用的时间,促进有机物的合成及同化物的运输,使番茄果实 Vc 含量增加;可溶性糖的合成运转需要酶,夜间绿光补光促进了多糖酶的活性及多糖转化过程,使得果实糖分含量增加。夜间补充绿光,番茄可利用的光强增多,光合作用增强,使番茄长势发生变化,番茄叶片面积的扩大使番茄捕捉更多光强进行光合作用,白天积累的光合产物充足,足以满足番茄从营养生长阶段到生殖阶段过程中所需要的果实消耗,坐果穗增加,产量提高。但本试验中,TL1SL1 处理产量较 CK 有所增加,但只有 AL3、SL1 处理较 CK 差异

45、显著,这可能是由于产量的形成更多受其他因素的影响。4 结论 本试验结果表明:在全生育期(TL1TL3 处理)及成株期(AL1AL3 处理)进行夜间补光能够促进番茄植株的生长发育及干物质的积累,增加番茄叶片光合色素及光合酶的含量,增强番茄植株的光合能力,促使更多有机物的合成,提高番茄的Vc、可溶性糖及可溶性固形物的含量,达到改善果实品质的目的。而由于补光时间较短,相较于 CK(不补光),苗期补光(SL1SL3 处理)番茄的生长发育、光合特性及品质产量的没有显著提高。对相关指标进行 VIKORAISM 综合评价,发现 AL1处理(成株期补光,81 molm-2 s-1)表现最好,因此建议用该补光模

46、式对番茄进行补光,从而促进番茄生长发育,提高番茄光合特性,改善果实品质。参考文献:1 令狐伟,刘厚诚,宋世威,等.LED 绿光补光对黄瓜和番茄幼苗生长的影响J.农业工程技术,2015,35(28):37-38.2 李恺.绿光及中草药制剂对设施草莓主要病虫害防治效果研究D.天津:天津农学院,2018.3 CLAYPOOL N,LIETH J.Physiological responses of pepper seedlings to various ratios of blue,green,and red light using LED lampsJ.Sci Hortic,2020,268:10

47、9371.4 BIAN Z H,ZHANG X Y,WANG Y,et al.Improving drought tolerance by altering the photosynthetic rate and stomatal aperture via green light in tomato(Solanum ly-copersicum L.)seedlings under drought conditionsJ.Environ Exp Bot,2019,167:103844.5 朱鹿坤.不同 LED 补光对日光温室番茄与黄瓜育苗的效果分析D.沈阳:沈阳农业大学,2019.6 LI F

48、H,LI Y,LI S L,et al.Green light promotes healing and root regeneration in double-root-cutting grafted to-mato seedlingsJ.Sci Hortic,2021,289:110503.7 梁社往,曹嘉芮,何忠俊.LED 绿光对滇重楼叶片光合特性、生长状况及品质的影响C/2019 年中国照明论坛半导体照明创新应用暨智慧照明发展论坛论文集.常州,2019:123-132.8 MATEROV Z,SOBOTKA R,ZDVIHALOV B,et al.Monochromatic green

49、 light induces an aberrant accumula-436 安 徽 农 业 大 学 学 报 2023 年 tion of geranylgeranyled chlorophylls in plantsJ.Plant Physiol Biochem,2017,116:48-56.9 金悦,李平,韦嘉励.植物响应绿光的生理学效应J.植物生理学报,2020,56(10):2079-2083.10 SMITH H L,MCAUSLAND L,MURCHIE E H.Dont ignore the green light:exploring diverse roles in plan

50、t processesJ.J Exp Bot,2017,68(9):2099-2110.11 陈晓丽,杨其长,张馨,等.LED 绿光补光模式对生菜生长及品质的影响J.中国农业科学,2017,50(21):4170-4177.12 刘亚男.不同 LED 光质对水培蕹菜生长、品质及相关酶的研究D.福州:福建农林大学,2019.13 钱创建,宿飞飞,王绍鹏,等.LED 补光对日光温室脱毒马铃薯微型薯结薯特性的影响J.中国瓜菜,2021,34(7):54-57.14 SAENGTHARATIP S,GOTO N,KOZAI T,et al.Green light penetrates inside c

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